資源簡介

PAGE
課時跟蹤檢測(十一) 電源和電流
A組—重基礎·體現綜合
1．某金屬導體內，若在2 s內有3.2 C的電子定向通過某橫截面，則電流大小為(　　)
A．0 B．0.8 A
C．1.6 A D．3.2 A
解析：選C　根據電流的定義式可知，電流大小為I＝＝ A＝1.6 A，故選C。
2．(多選)如圖所示的電流—時間圖像，不屬于恒定電流的是(　　)
解析：選BCD　恒定電流是指大小和方向都不變的電流，所以A屬于恒定電流，B、C、D不是恒定電流。
3．下列說法中正確的是(　　)
A．導體中只要電荷運動就形成電流
B．在國際單位制中，電流的單位是A
C．電流有方向，它是一個矢量
D．根據I＝，可知I與q成正比
解析：選B　導體中只有電荷能定向運動才能形成電流，選項A錯誤；在國際單位制中，電流的單位是A，選項B正確；電流有方向，但它是一個標量，選項C錯誤；根據I＝，電路中的電流強度用電荷量與時間的比值來量度，但是與電荷量和時間無關，選項D錯誤。
4．關于電流，下列說法正確的是(　　)
A．電子的運動速率越大，電流就越大
B．單位時間內通過導體橫截面積的電荷量越多，導體中的電流越大
C．導體中無電流的原因是其內部自由電荷停止了運動
D．導體中的電流，一定是自由電子的定向移動形成的
解析：選B　電流大小與電子運動速率無關，故A錯誤；電流的定義為電荷量與時間的比值，如果單位時間內通過截面的電荷量越多，則電流越大，故B正確；導體中無電流時，內部的自由電荷仍在做無規則熱運動，故C錯誤；導體中的電流，不一定是自由電子的定向移動形成的，也可能是其他帶電離子定向移動形成的，選項D錯誤。
5．某一探測器因射線照射，內部氣體電離，在時間t內有K個二價正離子到達陰極，有2K個電子到達探測器的陽極，則探測器電路中的電流為(　　)
A．0 B.
C. D.
解析：選B　由題意可知，電離時通過導體截面的電荷量為2Ke，由電流公式I＝得I＝，故A、C、D錯誤，B正確。
6.如圖所示，是通有恒定電流的某段導體。在2 s內有10 C的負電荷向右通過橫截面A，則導體內電流的大小和方向分別是(　　)
A．8×10－19 A、向右 B．8×10－19 A、向左
C．5 A、向左 D．5 A、向右
解析：選C　根據電流的定義式I＝得電流的大小為I＝ A＝5 A，電流方向規定為正電荷定向移動的方向，與負電荷移動的方向相反，故電流向左，故A、B、D錯誤，C正確。
7．第26屆國際計量大會重新定義了電流單位安(A)，當元電荷e以單位C(即A·s)表示時，將其數值取為1.602 176 634×10－19 C來定義安(培)。則在新的定義下流過金屬導體電流為1 A時，單位時間內通過導體橫截面的電子個數為(　　)
A．1×10－19 B．1.602 176 634×1019
C. D.
解析：選C　根據q＝It＝ne，可得電子個數n＝＝，C正確，A、B、D錯誤。
8．北京正、負電子對撞機的儲存環是周長為240 m的圓形軌道。當環中電流為10 mA時，若電子的速度是光速的，求在整個環中運動的電子數(光速為3×108 m/s)。
解析：先求出電子運動一周所用的時間，再求出一個周期內通過某截面的電荷量，最后由電荷量求電子個數。
電子運動一周所需要的時間
t＝ s＝8×10－6 s，
在圓形軌道上取一個橫截面，則在t時間內整個環中的電子剛好都通過該截面，故環中具有的電子的總電荷量為
q＝It＝10×10－3×8×10－6 C＝8×10－8 C，
環中具有電子數
n＝＝＝5×1011(個)。
答案：5×1011(個)
組—重應用·體現創新
9．某同學設計了一種利用放射性元素β衰變的電池，該電池采用金屬空心球殼結構，如圖所示，在金屬球殼內部的球心位置放有一小塊與球殼絕緣的放射性物質，放射性物質與球殼之間是真空，球心處的放射性物質的原子核發生β衰變，向四周均勻發射電子，電子的電荷量為e。已知單位時間內從放射性物質射出的電子數為N，在金屬殼外表面有一塊極小的圓形面積S，其直徑對球心的張角為α弧度，則通過S的電流大小約為(　　)
A. B. C. D.
解析：選A　單位時間內從放射性物質射出的電子數為N，則t時間內從放射性物質射出的電荷量Q總＝Net，結合幾何關系可知在金屬殼外表面有一塊極小的圓形面積S上的電荷量為Q＝Q總＝Net，根據電流的定義有I＝＝，故選A。
10．(多選)如圖所示，一金屬導線的橫截面積為S，單位體積內有n個自由電子，每個自由電子的電荷量是e，自由電子做無規則運動的平均速率為v0，定向移動的速率是v，則(　　)
A．導線中電流為neSv0
B．導線中電流為neSv
C．時間t內流過導線某一橫截面的電荷量為neSv0t
D．時間t內流過導線某一橫截面的電荷量為neSvt
解析：選BD　設題圖中導線的長度為l，則有l＝vt，導線的體積V＝Sl＝Svt，則在t時間內該導線內的自由電子都能通過右側的橫截面，所以在t時間內通過導體右側橫截面的電荷量q＝neV＝neSvt，可知在時間t內流過導線某一橫截面的電荷量為neSvt，由電流的定義式可知導線中電流為I＝＝＝neSv，故A、C錯誤，B、D正確。
11．在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進入電壓為U的加速電場，設其初速度為零，經加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束。已知電子的電荷量為e、質量為m，則在剛射出加速電場時，一小段長為Δl的電子束內的電子個數是(　　)
A. B.
C. D.
解析：選B　設單位體積內電子數為n，對電子加速過程應用動能原理：eU＝mv2
所以電子剛出電場時定向移動速度v＝
由電流的微觀表達式I＝nSqv得：n＝＝ ，
Δl內的電子數為：
N＝n·ΔlS＝ ，故B正確。
12．導線中的電流是1 A，導線的橫截面積為1 mm2。
(1)在1 s內，有多少個電子通過導線的橫截面(電子電荷量e＝1.6×10－19 C)
(2)自由電子的平均移動速率是多大(設導體每立方米內有8.5×1028個自由電子)
(3)自由電子沿導線定向移動1 m，平均要多少時間？
解析：(1)N＝＝＝6.25×1018個。
(2)由公式I＝neSv，得v＝＝
m/s
≈7.35×10－5 m/s。
(3)沿導線移動1 m需用時
t＝ s≈3.78 h。
答案：(1)6.25×1018 個　(2)7.35×10－5 m/s
(3)3.78 h
21世紀教育網(www.21cnjy.com)(共34張PPT)
1　電源和電流
核心素養點擊　
物理觀念 (1)了解電流的形成條件、電源的作用和導體中的恒定電場。
(2)理解電流的定義、定義式、單位及方向的規定，會用公式q＝It分析相關問題。
科學思維 會推導電流的微觀表達式，從微觀的角度認識影響電流大小的因素。
科學態度與責任 了解電動汽車中的電池，體會電源的使用對人類生活和社會發展的影響。
1．填一填
(1)定義：如圖所示，能把 從A搬運到B的裝置。其中A、B為電源的兩個 。
(2)作用：使電路中的電流能夠 存在。
電子
電極
持續
2．判斷
(1)電源的兩極間存在一定的電勢差。 ( )
(2)電源能把正電荷從正極搬運到負極。 ( )
(3)電源的作用就是將其他形式的能轉化為電能。 ( )
√
×
√
3．想一想
如圖甲、乙所示，為什么電閃雷鳴時，強大的電流能使天空發出耀眼的強光，但它只能存在于一瞬間，而燈泡卻能持續發光？
　
甲　　　　　　　　　　　乙
提示：閃電不能產生持續的電流，而燈泡發光時有電源提供持續的電流。
1．填一填
(1)恒定電場：穩定分布的電荷所產生的 的電場。
(2)自由電荷定向運動的平均速率特點：在恒定電場的作用下，導體中的自由電荷做 運動，在運動過程中與導體內不動的粒子不斷 ，阻礙了自由電荷的定向運動，結果是大量自由電荷定向運動的平均速率不隨_____變化。
(3)恒定電流：大小、方向都不隨 變化的電流。
穩定
定向
碰撞
時間
時間
2．判斷
(1)電流的方向為電荷定向移動的方向。 ( )
(2)電流既有大小，又有方向，是矢量。 ( )
(3)電流越大，單位時間內通過導體橫截面的電荷量就越多。 ( )
×
×
√
3．想一想
有同學認為“只有導體中才可有電流”，談一談你的認識。
提示：電荷定向移動形成電流，不論是導體內還是其他空間只要有電荷定向移動就可形成電流，如氫原子中核外電子做勻速圓周運動時，形成了一環形電流等。
[問題驅動]
如圖所示，在裝有導電液體的細管中，有正、負兩種電荷向相反的方向運動，在時間t內通過細管某截面的正電荷為q1，通過此截面的負電荷為q2。
(1)確定通過導電液體中電流的方向。
提示：電流方向為正電荷定向移動方向或負電荷定向移動方向的反方向，故導電液體中電流方向為由左向右。
(2)計算導電液體中電流的大小。
【素養訓練】
1．如圖所示是通有恒定電流的某段導體。在5 s內有10 C的負電荷向右通過橫截面A，則導體內電流的大小和方向分別是 (　　)
A．2 A、向右　　　　　 B．2 A、向左
C．50 A、向右 D．50 A、向左
2．如圖所示，某電解池中，若在2 s內有5.0×1015個二價正離子和1.0×1016個一價負離子通過某截面M，其中正離子水平向右移動，那么通過這個截面的電流的大小和方向是 (　　)
A．0.8 mA，水平向左　 B．0.08 mA，水平向左
C．1.6 mA，水平向右 D．0.16 mA，水平向右
【重難釋解】
1．電流的微觀表達式的推導
如圖所示，AD表示粗細均勻的一段長為l的導體，兩端加一定的電壓，導體中的自由電荷沿導體定向移動的速率為v，設導體的橫截面積為S，導體每單位體積內的自由電荷數為n，每個自由電荷的電荷量大小為e。則：
【素養訓練】
3．(多選)如圖所示，將左邊的細銅導線與右邊的粗銅導線連接起來，已知粗銅導線的橫截面積是細銅導線橫截面積的兩倍，在細銅導線上取一個截面A，在粗銅導線上取一個截面B，若在1 s內垂直地通過它們的電子數相等，那么，通過這兩個截面的 (　　)
4．如圖所示是一根粗細均勻的橡膠棒，其橫截面積為S，由于與毛皮發生摩擦而均勻帶負電，若已知該橡膠棒每米所帶的電荷量為q，則當該棒沿軸線方向做速度為v的勻速直線運動時，形成的等效電流為
(　　)
一、培養創新意識和創新思維
1．在潮濕、高溫、高壓的情況下，絕緣體有可能變為導體。例如，空氣是絕緣體，但在一定條件下也可能轉變為導體。在雷電現象中，由于兩云層之間的電壓極高，將空氣擊穿，此時空氣就成了導體(如圖)。因此，絕緣體和導體的劃分與其周圍的條件密切相關。假設某次雷電持續時間為0.5 s，所形成的平均電流為6.0×104A，若這些電荷以0.5 A的電流通過電燈，則電燈可供照明的時間為多長？
二、注重學以致用和思維建模
2.(多選)如圖所示，半徑為R的橡膠圓環上均勻分布著正電荷，總電荷量為Q，現使圓環繞垂直環所在平面且通過圓心的軸以角速度ω勻速轉動，則由環產生的等效電流應有 (　　)
A．若ω不變而使電荷量Q變為原來的2倍，則電流也將變為原來的2倍
B．若電荷量不變而使ω變為原來的2倍，則電流也將變為原來的2倍
C．若使ω、Q不變，將橡膠環拉伸，使環半徑增大，電流將變大
D．若使ω、Q不變，將橡膠環拉伸，使環半徑增大，電流將變小

展開更多......

收起↑